HIDRASITLER: ÖZELLIKLER, ISIMLENDIRME, KULLANIMLAR VE ÖRNEKLER - KIMYA - 2025

Hidrohalik hidrojen halojenürler: veya ikili asitler hidrojen ve metal olmayan bir unsur oluşur, su bileşikleri içinde çözülür. Genel kimyasal formülü HX olarak ifade edilebilir, burada H hidrojen atomudur ve X metalik olmayan elementtir.

X, oksijen içermeden 17. gruba, halojenlere veya 16. grubun elementlerine ait olabilir. Oksoasitlerin aksine hidrasitler oksijenden yoksundur. Hidrasitler kovalent veya moleküler bileşikler olduğundan, HX bağı dikkate alınmalıdır. Bu çok önemlidir ve her hidrasidin özelliklerini tanımlar.

Kaynak: Gabriel Bolívar

HX bağlantısı ne olacak? Yukarıdaki görüntüde görülebileceği gibi, H ve X arasındaki farklı elektronegatifliklerin kalıcı bir dipol moment çarpımı vardır. X genellikle H'den daha elektronegatif olduğundan, elektron bulutunu çeker ve negatif kısmi yük δ- ile sonuçlanır.

Öte yandan, elektron yoğunluğunun bir kısmını X'e veren H, pozitif bir kısmi yük δ + ile sonuçlanır. Δ- ne kadar negatif olursa, X elektronları o kadar zengin olur ve H'nin elektron eksikliği o kadar büyük olur. Bu nedenle, X'in hangi element olduğuna bağlı olarak, bir hidrasid az çok polar olabilir.

Görüntü aynı zamanda hidrasitlerin yapısını da ortaya koymaktadır. HX, uçlarından birinde diğeriyle etkileşime girebilen doğrusal bir moleküldür. HX ne kadar polarsa, molekülleri o kadar güçlü veya afinite ile etkileşime girecektir. Sonuç olarak, kaynama veya erime noktaları artacaktır.

Bununla birlikte, HX-HX etkileşimleri hala katı bir hidraside yol açacak kadar zayıftır. Bu nedenle basınç ve ortam sıcaklığı koşullarında gaz halindeki maddelerdir; 20ºC'nin üzerinde buharlaşan HF hariç.

Neden? Çünkü HF, güçlü hidrojen bağları oluşturabilir. Metalik olmayan elementleri daha az elektronegatif olan diğer hidrasitler 0ºC'nin altındaki sıvı fazda pek bulunmazlar. Örneğin HCl, yaklaşık -85 ° C'de kaynar.

Hidrasitler asidik maddeler midir? Cevap, hidrojen atomundaki pozitif kısmi yük δ + 'da yatmaktadır. Δ + çok büyükse veya HX bağı çok zayıfsa, HX güçlü bir asit olacaktır; Halojenlerin tüm hidroasitlerinde olduğu gibi, ilgili halojenürleri suda çözündükten sonra.

karakteristikleri

Fiziksel

-HX suda çok çözünür olduğundan, görünüşte tüm hidrasitler şeffaf çözeltilerdir. Çözünmüş HX konsantrasyonlarına göre sarımsı tonları olabilir.

-Sigara içiyorlar, yani yoğun, aşındırıcı ve rahatsız edici dumanlar yayıyorlar (bazıları mide bulandırıcı bile). Bunun nedeni, HX moleküllerinin çok uçucu olması ve çözeltileri çevreleyen ortamdaki su buharı ile etkileşime girmesidir. Ayrıca susuz formlarında HX, gaz halindeki bileşiklerdir.

-Hydracids iyi elektrik iletkenleridir. HX atmosferik koşullarda gaz halindeki türler olmasına rağmen, suda çözündüklerinde elektrik akımının geçişine izin veren iyonları (H ⁺ X ^- ) salarlar .

- Kaynama noktaları susuz formlarından daha yüksektir. Yani hidrasidi ifade eden HX (ac), HX (g) üzerindeki sıcaklıklarda kaynar. Örneğin, hidrojen klorür, HCl (g) -85ºC'de kaynar, ancak hidrasidi olan hidroklorik asit yaklaşık 48ºC'dir.

Neden? Çünkü gaz halindeki HX molekülleri su molekülleri ile çevrilidir. Etkileşimleri iki tür, aynı zamanda oluşabilir: hidrojen bağları, HX - H ₂ O - HX ya da iyon çözünme H ₃ O ⁺ (sulu) ve X, ^- (aq) eklenmiştir. Bu gerçek, hidrasitlerin kimyasal özellikleriyle doğrudan ilgilidir.

Kimyasal

Hidrasitler çok asidik çözeltilerdir, bu nedenle diğer maddelerle reaksiyona girebilecek asidik protonlar H ₃ O ⁺ vardır. H ₃ O ^{+ nereden geliyor} ? Suda ayrışan ve kovalent olarak bir su molekülüne katılan positive + pozitif kısmi yüklü hidrojen atomundan:

HX (aq) + H ₂ O (l) <=> X ^- (aq) + H ₃ O ⁺ (aq)

Denklemin, bir denge oluşturan bir reaksiyona karşılık geldiğine dikkat edin. X ^- (aq) + H ₃ O ⁺ (aq) oluşumu termodinamik olarak oldukça tercih edildiğinde, HX asidik protonunu suya salacaktır; ve sonra yeni "taşıyıcı" olarak H ₃ O ⁺ ile, güçlü bir baz olmasa bile başka bir bileşikle reaksiyona girebilir.

Yukarıdakiler, hidrasitlerin asidik özelliklerini açıklamaktadır. Suda çözünen tüm HX'ler için durum budur; ancak bazıları diğerlerinden daha fazla asidik çözelti üretir. Bu ne için? Sebepler çok karmaşık olabilir. HX (ac) 'nin tümü yukarıdaki dengeyi sağa, yani X ^- (ac) + H ₃ O ⁺ (ac) yönünde desteklemez .

asidite

Hidroflorik asit HF (aq) 'da istisna gözlenir. Flor çok elektronegatiftir, bu nedenle HX bağının mesafesini kısaltır ve onu suyun etkisiyle bozulmasına karşı güçlendirir.

Aynı şekilde, HF bağı atomik yarıçap nedenlerinden dolayı çok daha iyi örtüşmeye sahiptir. Öte yandan, H-Cl, H-Br veya HI bağları daha zayıftır ve yukarıda yükseltilen dengeyi bozma noktasına kadar suda tamamen ayrılma eğilimindedir.

Bunun nedeni, diğer halojenlerin veya kalkojenlerin (örneğin kükürt) daha büyük atom yarıçaplarına ve dolayısıyla daha büyük orbitallere sahip olmasıdır. Sonuç olarak, HX bağı, X daha büyük olduğundan daha zayıf yörünge örtüşmesi sergiler ve bu da su ile temas ettiğinde asit kuvvetini etkiler.

Bu nedenle, halojenlerin hidro asitleri için azalan asitlik sırası şu şekildedir: HF <HCl

terminoloji

Susuz formu

Hidrasitler nasıl adlandırılır? Susuz formlarında, HX (g), hidrojen halojenürler için dikte edildiği gibi belirtilmelidir: isimlerinin sonuna –uro eki ekleyerek.

Örneğin HI (g), hidrojen ve iyot tarafından oluşturulan bir halojenür (veya hidrit) içerir, bu nedenle adı: hidrojen iyodürdür . Ametaller genellikle hidrojenden daha elektronegatif olduklarından, oksidasyon sayısı +1 'dir. NaH'da ise hidrojenin oksidasyon sayısı -1'dir.

Bu, moleküler hidritleri halojenlerden veya hidrojen halojenürleri diğer bileşiklerden ayırmanın başka bir dolaylı yoludur.

HX (g) su ile temas ettiğinde, HX (ac) olarak temsil edilir ve daha sonra hidrasit elde edilir.

Sulu çözelti içinde

Hidrasidi HX (ac) olarak adlandırmak için susuz formlarının –uro eki –hidrik sonekiyle değiştirilmelidir. Ve ilk etapta asit olarak belirtilmelidirler. Bu nedenle, yukarıdaki örnek için HI (aq) yod asitli su olarak adlandırılır .

Nasıl oluşurlar?

Hidrojen halojenürlerin doğrudan çözünmesi

Hidrasitler, karşılık gelen hidrojen halojenürlerini suda basitçe çözerek oluşturulabilir. Bu, aşağıdaki kimyasal denklem ile temsil edilebilir:

HX (g) => HX (ac)

HX (g) suda çok çözünür, bu nedenle asidik protonları serbest bırakmak için iyonik ayrışmasının aksine, çözünürlük dengesi yoktur.

Ancak tuzları veya mineralleri hammadde olarak kullanması, düşük sıcaklıklarda güçlü asitlerle çözmesi nedeniyle tercih edilen sentetik bir yöntem vardır.

Metal olmayan tuzların asitlerle çözülmesi

Sofra tuzu, NaCl, konsantre sülfürik asit ile çözülürse, aşağıdaki reaksiyon meydana gelir:

NaCl (s) + H ₂ SO ₄ (aq) => HCl (aq) + NaHSO ₄ (aq)

Sülfürik asit, asidik protonlarından birini Cl ^- klorür anyonuna bağışlayarak onu hidroklorik aside dönüştürür. Hidrojen klorür, HCl (g), özellikle sudaki konsantrasyonu çok yüksekse, çok uçucu olduğu için bu karışımdan kaçabilir. Üretilen diğer tuz sodyum asit sülfat, NaHSO _4'tür .

Üretmenin başka bir yolu da sülfürik asidi konsantre fosforik asitle değiştirmektir:

NaCl (k) + H ₃ PO ₄ (aq) => HCl (aq) + NaH ₂ PO ₄ (aq)

H ₃ PO ₄ , H ₂ SO _{4 ile} aynı şekilde reaksiyona girerek hidroklorik asit ve sodyum diasit fosfat üretir. NaCl, Cl ^- anyonunun kaynağıdır , bu nedenle diğer hidrasitleri sentezlemek için F ^- , Br ^- , I ^- , S ^2- , vb. İçeren tuzlar veya minerallere ihtiyaç vardır .

Ancak H ₂ SO ₄ veya H ₃ PO ₄ kullanımı oksidatif gücüne bağlı olacaktır. H ₂ SO ₄ , Br ^- ve I ^- yi bile Br ₂ ve I ₂ moleküler formlarına oksitlediği noktaya kadar çok güçlü bir oksitleyici ajandır ; birincisi kırmızımsı bir sıvı ve ikincisi mor bir katıdır. Bu nedenle, H ₃ PO ₄ gibi sentezlerdeki tercih edilen bir alternatiftir.

Uygulamalar

Temizleyiciler ve çözücüler

Hidrasitler esasen farklı türdeki maddeleri çözmek için kullanılır. Bunun nedeni, güçlü asitler olmaları ve ölçülü olarak herhangi bir yüzeyi temizleyebilmeleridir.

Asidik protonları, safsızlıkların veya kirin bileşiklerine eklenir, bu da onları sulu ortamda çözünür hale getirir ve daha sonra su tarafından taşınır.

Bahsedilen yüzeyin kimyasal yapısına bağlı olarak, bir hidrasit veya diğeri kullanılabilir. Örneğin, hidroflorik asit, camı yerinde çözeceği için temizlemek için kullanılamaz. Hidroklorik asit, yüzme havuzu fayanslarından lekeleri çıkarmak için kullanılır.

Ayrıca kayaları veya katı numuneleri çözebilir ve daha sonra küçük veya büyük ölçeklerde analitik veya üretim amaçlı kullanılırlar. İyon değiştirme kromatografisinde, kalan iyonların kolonunu temizlemek için seyreltik hidroklorik asit kullanılır.

Asit katalizörler

Bazı reaksiyonlar, onları hızlandırmak ve meydana gelme süresini kısaltmak için oldukça asidik solüsyonlar gerektirir. Hidrasitlerin geldiği yer burasıdır.

Bunun bir örneği, buzlu asetik asit sentezinde hidroiyodik asit kullanımıdır. Petrol endüstrisi ayrıca rafineri işlemlerinde hidrasitlere ihtiyaç duyar.

Organik ve inorganik bileşiklerin sentezi için reaktifler

Hidrasitler sadece asidik protonlar sağlamakla kalmaz, aynı zamanda bunların anyonlarını da sağlar. Bu anyonlar, spesifik bir halojenür oluşturmak için organik veya inorganik bir bileşik ile reaksiyona girebilir. Bu şekilde sentezlenebilirler: florürler, klorürler, iyodürler, bromürler, selenürler, sülfürler ve diğer bileşikler.

Bu halojenürler çok çeşitli uygulamalara sahip olabilir. Örneğin, Teflon gibi polimerleri sentezlemek için kullanılabilirler; veya halojen atomlarının belirli ilaçların moleküler yapılarına dahil edileceği aracılar.

Molekül CH varsayalım ₃ CH ₂ , bir şekilde, etil klorür HCI ile reaksiyona girerek, OH, etanol:

CH ₃ CH ₂ -OH + HCI => CH ₃ CH ₂ CI + H ₂ O

Bu reaksiyonların her biri, organik sentezlerde ele alınan bir mekanizmayı ve birçok yönü gizler.

Örnekler

Hidrasitler için pek çok örnek yoktur, çünkü olası bileşiklerin sayısı doğal olarak sınırlıdır. Bu nedenle, ilgili terminolojisine sahip bazı ek hidrasitler aşağıda listelenmiştir (kısaltma (ac) dikkate alınmaz):

HF, hidroflorik asit

HF molekülleri, suda zayıf bir asit olacak noktaya kadar güçlü hidrojen bağları oluşturan ikili hidrasit.

'H

O zamana kadar düşünülen hidrasitlerin aksine çok atomludur, yani ikiden fazla atoma sahiptir, ancak iki element olduğu için ikili olmaya devam eder: kükürt ve hidrojen.

Köşeli MSM molekülleri kayda değer hidrojen bağları oluşturmaz ve karakteristik çürümüş yumurta kokusuyla tespit edilebilir.

HCl, hidroklorik asit

Popüler kültürde en çok bilinen asitlerden biridir. Hatta midede bulunan mide suyunun bileşiminin bir parçasıdır ve sindirim enzimleriyle birlikte yiyecekleri bozarlar.

HBr, hidrobromik asit

Hidroiyodik asit gibi, gaz fazında, suya girdiklerinde H ⁺ (H ₃ O ⁺ ) ve Br ^- iyonlarına ayrışan doğrusal H-Br moleküllerinden oluşur .

'H

Tellür belirli bir metalik karaktere sahip olmasına rağmen, hidrasidi, hidrojen selenid gibi hoş olmayan ve oldukça zehirli buharlar verir.

Kalkojenitlerin diğer hidrasitleri gibi (periyodik tablodaki 16. gruptan), çözelti içinde anyon Te ^2- üretir , dolayısıyla valansı -2'dir.

Referanslar

1. Clark J. (22 Nisan 2017). Hidrojen Halojenürlerin Asitliği. Chem.libretexts.org adresinden kurtarıldı
2. Lümen: Kimyaya Giriş. İkili Asitler. Alınan: course.lumenlearning.com
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 Haziran 2018). İkili Asit Tanımı. Kurtarıldı: thinkco.com
4. Bay D. Scott. Kimyasal Formül Yazımı ve İsimlendirme. . Kurtarıldı: celinaschools.org
5. Madhusha. (9 Şubat 2018). İkili Asitler ve Oksiasitler Arasındaki Ayırım. Kurtarıldı: pediaa.com
6. Vikipedi. (2018). Hidrasit asit. Es.wikipedia.org adresinden kurtarıldı
7. Natalie Andrews. (24 Nisan 2017). Hidriodik Asitin Kullanım Alanları. Kurtarıldı: sciencing.com
8. StudiousGuy. (2018). Hidroflorik Asit: Önemli Kullanımlar ve Uygulamalar. Kurtarıldı: studiousguy.com